Con lắc đơn có chiều dài dây treo ℓ = 1 m, vật nhỏ có khối lượng m = 20 g. Lấy g = π2 = 10 m/s2. Tích điện \(q = - 2\sqrt 3 {.10^{ - 5}}C\) cho vật rồi đặt con lắc vào trong điện trường đều có \(\overrightarrow E \) nằm theo phương ngang E = 104 V/m. Chu kì dao động mới của con lắc là:
Trả lời bởi giáo viên
Ta có:
+ \(\overrightarrow E \) có phương ngang =>\(\overrightarrow {{F_d}} \) có phương ngang
+ Chu kì dao động của con lắc tích điện q đặt trong điện trường đều là T’: \(T' = 2\pi \sqrt {\frac{l}{{g'}}} \)
Ta có:
\(\begin{array}{l}a = \frac{{{F_d}}}{m} = \frac{{\left| q \right|E}}{m} = \frac{{\left| { - 2\sqrt 3 {{.10}^{ - 5}}} \right|{{.10}^4}}}{{{{20.10}^{ - 3}}}} = 10\sqrt 3 m/{s^2}\\g' = \sqrt {{g^2} + {a^2}} \\ \to T' = 2\pi \sqrt {\frac{l}{{g'}}} = 2\pi \sqrt {\frac{l}{{\sqrt {{g^2} + {a^2}} }}} = 2\pi \sqrt {\frac{1}{{\sqrt {{{10}^2} + {{(10\sqrt 3 )}^2}} }}} = \frac{\pi }{{\sqrt 5 }}{\rm{s}}\end{array}\)
Hướng dẫn giải:
+ Áp dụng công thức tính chu kì dao động của con lắc đơn: \(T = 2\pi \sqrt {\frac{l}{g}} \)
+ Áp dụng bài toán con lắc đơn chịu thêm tác dụng của lực điện